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RÉSUMÉ
Cet article traite du système ferroviaire et plus particulièrement des interactions existantes d’un point de vue électromagnétique. Il détaille les interactions entre l’alimentation en énergie et le matériel roulant, ainsi que les modes de couplage entre les sous-systèmes matériel roulant et contrôle-commande et signalisation, et les possibles scénarios de perturbations qui en découlent. Il présente des situations particulières issues de retours d’expériences pour illustrer le fait que la CEM ne peut être qu’un compromis, lequel doit être acceptable pour chacun des sous-systèmes concernés. La gestion des contraintes exportées exige une étroite collaboration des experts en charge de ces sujets pour chaque sous-système.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Didier FRUGIER : Expert Compatibilité Électrique Matériel Roulant/Infrastructure - SNCF Mobilités, Direction du Matériel, Centre d’Ingénierie du Matériel
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François VIENNOT : Directeur COSEA-SGST : Contrôle-Commande-Signalisation/Télécommunications - SYSTRA – Ligne à Grande Vitesse Sud-Europe Atlantique
INTRODUCTION
Après avoir décrit dans le premier article le système ferroviaire, rappelé quelques principes de compatibilité électromagnétique (CEM) et présenté le référentiel applicable au domaine ferroviaire, ce second article traite des interactions entre les sous-systèmes le composant. Ne sont donc pas abordées les problématiques de CEM internes à chacun des sous-systèmes qui relèvent de la CEM industrielle donc plus « traditionnelle », ces sujets étant traités dans de nombreux autres articles des Techniques de l’Ingénieur et ouvrages spécialisés…
Dans ce contexte particulier, le matériel de traction est souvent considéré comme le principal perturbateur ou « agresseur ». Les équipements à courants faibles sont en général assimilés à la notion de « victimes ». Mais d’autres scenarii « d’agressions » existent et le système ferroviaire peut également être exposé à des perturbations du monde extérieur. De même, le matériel roulant peut être « victime » à son tour, ce sont donc différents cas de figure représentatifs des différentes interactions possibles qui sont présentés dans ce second article afin d’illustrer les principes introduits dans le premier article [TRP 3 013]. Chacun des sous-systèmes peut, tour à tour, être positionné comme perturbateur ou perturbé. La résolution des cas rencontrés demande un partage des connaissances de chacun des sous-systèmes et requiert également une étroite collaboration entre les acteurs afin de maintenir, ou dans les cas extrêmes de rétablir, la compatibilité électromagnétique au sein du système ferroviaire voire avec son environnement… La maîtrise des interfaces entre les sous-systèmes est donc primordiale à la qualité de l’exploitation ferroviaire. Les évolutions tant technologiques que règlementaires sont abordées à la fin de ce second article.
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Études de cas
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3. Interaction entre le système ferroviaire et son environnement électromagnétique
3.1 Principes généraux
Toute électrification doit être concertée notamment pour la CEM. En effet, la présence de courants de traction sur une ligne asymétrique va être génératrice de champs électromagnétiques plutôt de basses fréquences (50 Hz et ses harmoniques) mais aussi des fréquences plus élevées dues aux principes de commande en puissance des engins de traction (cf. § 3 de [TRP 3 013], § 1 et § 2). Que ce soit lors de l’électrification d’une ligne existante, ou soit lors de la construction d’une ligne nouvelle, il y a lieu d’anticiper les sujets de CEM (cf. § 1.6 de [TRP 3 013]). Le fait d’anticiper évitera des modifications ultérieures onéreuses voire complexes à réaliser et impossible à mettre en œuvre rapidement. Il est d’usage de recenser les ouvrages susceptibles d’être perturbés par la traction électrique ainsi que les ouvrages susceptibles de perturber les installations sensibles du système ferroviaire au moins 5 ans avant la mise en exploitation commerciale.
Cette période d’anticipation permet de réaliser des études et simulations afin de prédire les risques de perturbations soit du système ferroviaire vers le monde extérieur, soit du monde extérieur vers le système ferroviaire. En plus de certaines installations particulières pouvant être confrontées au risque de perturbations, les installations de grandes longueurs sont systématiquement prises en considération,...
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Interaction entre le système ferroviaire et son environnement électromagnétique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MAUMY (F.) - Performances en matière de compatibilité électromagnétique des systèmes de conversion statique utilisés dans le transport ferroviaire. - Revue Générale de l’électricité, nov. 1991.
-
(2) - SABATE (V.) - Perturbations électriques générées par la traction. Identification et actions. - Revue technique GEC Alsthom, n° 5 (1991).
-
(3) - JEUNESSE (A.), DEBRUYNE (M.) - La BB 36000 : la locomotive multitension européenne. - Revue de l’électricité et de l’électronique, oct. 1998.
-
(4) - JEUNESSE (A.), GENDRON (B.) - La compatibilité électrique entre les matériels roulants ferroviaires et les installations fixes de traction. Contribution à la démarche normative européenne. - Revue Générale des Chemins de Fer, oct. 2002.
-
(5) - GOERES (D.) - Interactions électriques entre l’infrastructure et les matériels roulants ferroviaires. - Revue...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Traction électrique ferroviaire – Dynamique ferroviaire et sous-stations.
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Traction électrique ferroviaire – Convertisseurs et moteurs.
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Traction électrique ferroviaire – Pour en savoir plus.
Mandat M/486 http://www.etsi.org/images/files/ECMandates/m486.pdf
Guide 26 CEN/CENELEC http://www.cencenelec.eu/standards/Guides/Pages/default.aspx
HAUT DE PAGE
Série de normes EN 50238 : Applications ferroviaires – Compatibilité entre le matériel roulant et les systèmes de détection des trains
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Partie 1 – Généralités
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Partie 2 – Compatibilité avec les circuits de voie
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Partie 3 – Compatibilité avec les compteurs d’essieux
EN 50163, Applications ferroviaires – Tensions d’alimentation des réseaux de traction
EN 50388, Applications ferroviaires – Alimentation électrique et matériel roulant – Critères techniques pour la coordination entre le système d’alimentation (sous-station) et le matériel roulant pour réaliser l’interopérabilité
Série de normes EN 50121 : Applications ferroviaires – Compatibilité électromagnétique
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Partie 1 : Généralités
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Partie 2 : Émission du système ferroviaire dans son...
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